新型机场恒流电源输出回路串联切换装置

1、电力电子 Power Electronics 162 电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering1 概述机场助航灯光系统为采用分级调光恒流供电技术。供电采用恒流调光器产生恒流电源,这个恒流电源电流的设计、制造符合美国联邦航空局AC150/5345-10F 咨询通告。灯具通过相应的隔离变压器串联,组成悬浮串联式恒流供电回路。由于采用的恒流供电回路,所以能有效保证在回路上的每台灯具工作电流相等,有效的保证回路中的灯具光学的一致性。2 并联切换模式在实际使用中,机场串联恒流电源输出回路为了保障运行的可靠性,采用冗余设计,具有备用调光器

2、,具有自动切换功能,这样就需要切换装置,目前广泛采用的为并联式电源切换装置原理图(见图一。图一中的回路切换装置(CIRCUIT新型机场恒流电源输出回路串联切换装置文/叶文龙 乔俊峰 江协军 袁家华【关键词】新型机场 恒流电源 切换装置SELECTOR SWITCH ,设计、制造参照执行标准为美国联邦航空局咨询通告“AC150/5345-5A ”中的L-847-1、L-847-2、L-847-3、L-847-4;分别为一回路、二回路、三回路、四回路控制。图二为FAA AC150/5345 -5A 中的图示。图二 FAA AC150/5345-5A 回路选择开关咨询通告附图根据恒流调光器的恒流特性

3、和标准规定,恒流调光器的灯光控制恒流控制的阶跃响应;见图中二td :延迟时间tr :上升时间tp :峰值时间ts :调节时间%:超调量上述5项指标是恒流调光回路的动态指标。根据上述并联切换电路在稳态状态下进行切换,得到稳态和动态性能,见图三:te : 并联切换的转换动作时间,如从回路一转换到回路二;从动态、稳态响应可以看出切换时间长,而且切换设备相对多,而复杂。3 串联切换切换原理:为了保证切换速度,降低切换成本和提高动态响应性能,提出来一种串联图二 恒流调光器单位阶跃响应t r t dt pt s%0.1I0.5I0.9II I(tPower Electronics 电力电子 Electro

4、nic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程 163切换电路,原理见图四。因为恒流调光器输出是恒流电源,将两个回路串联,以分别短路的方法,进行回路转换,设备简单,而且有效保证了切换速度和动态特性,动态响应特性见图五:从动态响应曲线可以明显发现动态响应和并联式比较,瞬时切换,响应速度快,而且设备简单。而且采用这种方法,可以在回路的任一个位置增加、减少、切换部分设备。图三 并联切换响应t e0.1I0.5I0.9II(tt r t dt pt s图四 串联式电源切换电路图五 串联切换动态响应t pt s综上所述,恒流源回路中采用串联式回路切换比较并

5、联式切换有很大优越性,同时能很容易的采用半导体器件进行切换。4 设计实例下面介绍我们在实际应用中的用半导体器件切换实例:随现代高压半导体器件的出现,采用固态半导体器件切换,切换时间快,能准确控制切换点,能在过零点进行切换,能有效控制了冲击。图中J1和J4连接恒流调光器电源,J2和J3接灯光回路1 ,J3和J4接灯光回路2;T1和其他元件组成控制电源,组成控制电源和同步信号监测,控制信号CTRL_1和CTRL_2通过光电耦合器控制可控硅导通和关断,导通的回路则关断,关断可控硅的回路导通,从而实现了控制两个回路的切换;为了保证系统的动态性能,在交流过零点时进行切换。根据上述实例,说明串联切换装置的

6、设计与计算:(1低压控制电源部分的设计。由于输入是一个可变等级的交流恒流源,对于T1隔离变压器实际上是一个电流互感器,电流互感器当次级开路,一次励磁电流的原因,二次会感应很高的电压,所以电流互感器二次不能开路。根据以上原则,所以在T1旁设置DY1 、R1、Q1组成开路保护电路。(2D1、R2、Q2组成一个扩大电流的稳压二极管。这部分电源主要是为系统不在控制中心,在电缆回路中自取电源控制而设立,无需敷设控制电缆而增加。(3Q3、Q4的选择是根据回路最大电流、回路最高耐压选择,保证运行的可靠性。(4DY2、DY3构成回路开路保护电路,保证当回路开路时,进行续流。(5为了保证可控硅模块的di/dt ,提高半导体器件的抗应力,必须在交流过零点进行切换。5 应用(1跑道警戒灯系统,两组灯分别闪光,就适合采用这种模式,进行切换。(2这种模式特别适合在回路中增加和灯光设备不需要同时工作时的设备使用。(3跑道中线灯采用双光源,使用相应方向关闭另一个方向,而不需要单独设置回路。作者单位中国人民解放军95666部队机场处 四川省成都市 610000ZL1V+1V-3AC12AC24D112R212Q2231C112Q1321R112VCCGN